应用压电陀螺的舰载电视跟踪仪视轴稳定问题研究

摘要

近年来,随着对武器跟踪系统要求的不断提高,对电视跟踪仪的的视轴稳定的要求也日趋严格.视轴变化将引起跟踪瞄准系统的误差.目前舰载电视跟踪系统多采用直接把电视跟踪仪安装在舰船甲板上.由于舰船的艏摇、纵摇、横摇等引起舰船姿态的变化以及风阻力矩的作用,对跟踪系统的视轴稳定性产生明显影响.为了克服这一影响,电视跟踪仪伺服控制系统的船摇自稳定问题就成为实现新的测控方案的关键所在.本文详细分析了舰船摇摆对视轴稳定的影响,通过理论推导和仿真分析论证了采用速率陀螺测量并前馈舰船摇速度信号将极大的提高舰载电视跟踪仪的跟踪精度.同时对采用的稳定元件压电速率陀螺的原理作了详细的介绍,并针对CS61A-3型压电陀螺作了一系列的性能测试,对这种新型陀螺进行了有益的尝试.同时本文介绍了系统的软硬件设计,并给出了实验结果.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1电视跟踪仪简介

1.2国内外电视跟踪仪技术发展现状及趋势

1.3舰载电视跟踪系统的特点及其关键技术

1.4本论文的主要研究内容及其意义

第二章舰船摇摆对视轴稳定的影响及视轴稳定的基本原理

2.1舰船摇摆引起的甲板上电视跟踪仪视轴速度扰动的推导

2.1.1坐标系符号及相关参数的规定

2.1.2舰船姿态角及正向规定

2.1.3视轴指向稳定方程

2.1.4舰船摇摆引起的视轴附加角速度

2.2船摇稳定方法

2.2.1依靠舰载罗经船摇数据进行稳定

2.2.2采用速率陀螺的稳定方法

第三章电视跟踪伺服系统设计

3.1引言

3.2稳定元件的选择

3.2.1挠性陀螺

3.2.2光纤陀螺

3.2.3压电速率陀螺

3.2.4压电陀螺性能实验

3.2.5几种陀螺的比较

3.3电视跟踪仪跟踪伺服系统设计

3.3.1精度分析

3.3.2速度回路设计

3.3.3位置回路设计

3.3.4前馈控制设计

3.4船摇自稳定仿真实验

3.4.1系统建模

3.4.2仿真结果

第四章控制系统的软、硬件实现

4.1系统的组成

4.2系统硬件关系

4.3软件设计

第五章跟踪精度评价、检测及实验结果分析

5.1伺服系统设计跟踪精度的动态误差法

5.2电视跟踪伺服系统室内检测方法

5.2.1等效正弦检测方法

5.2.2光学动态靶标检测方法

5.2.3光学动态靶标检测与仿真相结合

5.3固定基座稳态跟踪精度测试

5.3.1等效正弦跟踪精度测试

5.3.2光学动态靶标跟踪精度测试

5.3.3稳态跟踪实验总结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

附录1系统硬件连接图

附录2控制系统中控制回路的电原理图

参考文献

作者简介

硕士期间发表的文章

致谢